Виділення енергії

Для біолога найбільш важливо, що по зміні вільної енергії, що відбувається при тих чи інших хімічних перетвореннях системи, він в змозі визначити кількість виділяється енергії, яка може бути використана для здійснення роботи в деякій іншій системі (якщо, звичайно, ці системи пов’язані між собою потрібним чином). Використовуючи аналогію з падаючим каменем, можна сказати, що, визначаючи АВ, ми вимірюємо спад потенційної енергії каменю, що відбувається при його переході зі стану А в інше, більш стійкий стан В. Оскільки кожному з цих станів відповідає певне значення енергії, то в процесі руху каменю буде змінюватися його»хімічний потенціал»(вільна молярна енергія). При всякому мимовільному, тобто що йде»під ухил», процесі система буде переходити в більш низьке енергетичний стан, а величина АВ, сответствующій цьому переходу, буде негативна. Абсолютні величини вільної енергії (б) системи нам не відомі. Однак щодо зміни вільної енергії ми можемо судити про те, чи є даний процес переходом системи на більш високий (або низький) рівень, тобто зрозуміти, чи буде він протікати спонтанно або ж для його проведення потрібно затратити певну енергію. Отже, величина Ай дозволяє виміряти відносний енергетичний потенціал системи, тобто якраз ту величину, яка необхідна нам для аналізу біологічних процесів.

Отже, при обчисленні зміни вільної енергії цієї сумарної системи слід враховувати одночасно обидва процеси. Так як вільна енергія має адитивні властивостями, то ніщо не заважає нам визначити загальну зміну вільної енергії системи шляхом додавання змін, що відбуваються при синтезі пептидного зв’язку, і змін, які обумовлені гідролізом АТФ. Певне таким чином сумарна зміна, що враховує синтез двох молей пептидних зв’язків і гідроліз одного благаючи АТФ, дає нам величину АС, рівну -1 ккал.

Це означає, що вся сукупність розглянутих реакцій може протікати спонтанно. Важливо розуміти, що все це не має ніякого значення для біології до тих пір, поки не виявлено існування ефективного механізму, що забезпечує сполучення розглянутих вище процесів. Термодинамічний аналіз дозволяє нам визначити лише ті межі, в межах яких таке сполучення припустимо. Ми знаємо тепер, що розглянуті вище реакції можуть відбуватися в клітці мимовільно. Однак, якою мірою вони дійсно реалізуються в ній, визначається тим, чи здатні клітини створити механізми, що сполучають ці реакції. Підсумковий результат процесу (виражений у кількості молей АТФ, необхідних для синтезу одного благаючи пептидних зв’язків) визначається природою та ефективністю роботи сопрягающего механізму.

Посилання на основну публікацію